15. Сила Ампера

Сила Ампера определяет силу ∆F с которой внешнее магнитное поле действует на элемент проводника ∆Lс током I

, где B индукция внешнего магнитного поля

Направление (правило левой руки) : Если индукция магнитного поля входит в ладонь, то 4 вытянутых пальца расположены по направлению тока, то большой палец укажет на направление силы Ампера.

[Тл]-это магнитная индукция такого однородного поля, которая действует с силой 1 Н на каждый 1 м проводника перпендикулярно вектору B.

16. Закон Био-Савара-Лапласа

Закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемый постоянным эл током.

17. Магнитное поле проводника с током и кругового тока. Магнитный момент витка с током.

Элемент проводника с током с током I создает вокруг себя магнитное поле с индукцией B

Mагнитное поле кругового тока

18. Действие магнитного поля на движущийся заряд Сила Лоренца.

Сила, с которой внешнее магнитное поле действует на движущийся в ней заряд.

Fл =QVB sin α (Q-заряд; V-скорость; α-угол между V и В)

Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки. Если индукция В входит в ладонь, 4 вытянутых пальца расп. по направлению движения частицы, то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца. =>сила Лоренца перпендикулярна перемещению.

Fл-работы не совершает, => не изменяет кинетическую энергию. т.е. не изменяет величину V. Fл изменяет только направление V.

Частица будет двигаться по спирали.

19. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора магнитной индукции)

Циркуляция вектора магнитной индукции по произвольно замкнутому контуру L:

Теорема: Циркуляция вектора B по произвольно замкнутому контуру L, равна произведению на алгебраическую сумму токов охватываемым контуром L.

Каждый ток учитывается столько раз, сколько раз он охватывается контуром L.

Ток называется положительным, если он совпадает с поступательным движением правого винта при его вращении по направлению контура L.

B= – для вакуума

20. Магнитный поток. Теорема Остроградского-Гаусса

Магнитный поток – поток вектора В через поверхность S. Определяется как скалярное произведение BS.

Теорема. Поток вектора В через любую замкнутую поверхность равен нулю:

21.Работа перемещения проводника и контура с током в магнитном поле.

М.п. совершает работу по перемещению проводника с током (т.к. на него действует сила Ампера). Под действием силы F проводник передвинется параллельно самому себе на отрезок dx из положения 1 в положение 2

Работа по перемещению проводника с током: (где dФ приращение магнитного потока через контур)

Работа по перемещению плоского контура с током: A=I()

22.

Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция (ЭИ)- возникновение эл. тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур

Правило Ленца- индукционный ток, возбужд. в замкнутом контуре при изменении магнитного потока всегда направлен так, что созд. им магн. поле препятствует изменению магнитного потока, вызыв. индукционный ток.

Направление определяется по правилу буравчика. Если поставить правую руку так, чтобы вектор В входил в ладонь, то отставленный на 90˚ большой палец указывает направление вектора скорости, то выпрямленные 4 пальца покажут направление индукционного тока в проводнике.

(ε- ЭДС, действ. вдоль произвольно выбранного контура)

Чем отличается сила Ампера от силы Лоренца?

• Вопросы
• Без ответов
• Категории
• Пользователи

Задать вопрос

• Все категории
• Авто и транспорт (313)
• Бизнес, финансы (366)
• Дети (47)
• Ремонт и стройка (282)
• Еда и напитки (416)
• Интернет (121)
• Компьютеры и ПО (312)
• Красота, мода, стиль (505)
• Культура и общество (632)
• Медицина и здоровье (808)
• Образование и наука (938)
• Недвижимость (60)
• Природа (755)
• Психология (238)
• Путешествия (22)
• Спорт, фитнес (105)
• Техника и электроника (639)
• Хобби и развлечения (145)
• Закон и право (286)

535 просмотров спросил(а) Innamorato (3,151 баллов) в категории Техника и электроника

Знаете ответ? Помогите другим! (без регистрации)

Отображаемое имя (по желанию):

Отправить мне письмо на это адрес если мой ответ выбран или прокомментирован:Отправить мне письмо если мой ответ выбран или прокомментирован

Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений.

Анти-спам проверка:

Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь.

Похожие вопросы

Чем отличается сила трения от силы упругости?

спросил(а) Innamorato (3,151 баллов) в категории Образование и наука

Чем сила тяжести отличается от силы упругости?

спросил(а) berezka (142 баллов) в категории Образование и наука

Чем сила тяжести отличается от веса тела?

спросил(а) Innamorato (3,151 баллов) в категории Образование и наука

Чем сила отличается от мощности?

спросил(а) berezka (142 баллов) в категории Образование и наука

Сила Лоренца: формула, определение и направление

Наряду с силой Ампера, кулоновским взаимодействием, электромагнитными полями в физике часто встречается понятие силы Лоренца. Это явление является одним из фундаментальных в электротехнике и электронике, наряду с законом подвеса, электромагнитной индукцией Фарадея и другими. Он действует на заряды, движущиеся в магнитном поле. В этой статье мы кратко и наглядно рассмотрим, что такое сила Лоренца и где она применяется.

• Определение
• Как направлена ​​сила Лоренца
• Применение
• Заключение

Определение

Когда электроны движутся вдоль проводника, вокруг него возникает магнитное поле. В то же время, если поместить проводник в поперечное магнитное поле и перемещать его, возникнет ЭДС электромагнитной индукции. Если по проводнику, находящемуся в магнитном поле, течет ток, на него действует сила Ампера.

Его значение зависит от протекающего тока, длины проводника, величины вектора магнитной индукции и синуса угла между линиями магнитного поля и проводником. Она рассчитывается по формуле:

Рассматриваемая сила несколько аналогична рассмотренной выше, но действует не на проводник, а на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле. Формула:

Важно! На электрон, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца (ФЛ), а на проводник — Ампер.

Из двух формул видно, что в первом и втором случаях чем ближе синус угла альфа к 90 градусам, тем больше влияние на проводник или заряд Fa или Fl соответственно.

Итак, сила Лоренца характеризуется не изменением величины скорости, а действием магнитного поля на заряженный электрон или положительный ион. При воздействии на них ФЛ не совершает работы. Соответственно, меняется именно направление скорости движения заряженной частицы, а не ее величина.

Что касается единицы измерения силы Лоренца, то, как и в случае с другими силами в физике, используется такая величина, как Ньютон. Его составляющие:

Как направлена ​​сила Лоренца

Для определения направления силы Лоренца, как и с силой Ампера, работает правило левой руки. Это означает, что для того, чтобы понять, куда направлена ​​величина Fl, нужно раскрыть ладонь левой руки так, чтобы линии магнитной индукции вошли в руку, а вытянутые четыре пальца указывали направление вектора скорости. Затем большой палец, согнутый под прямым углом к ​​ладони, указывает направление силы Лоренца. На картинке ниже вы видите, как определить направление.

Внимание! Направление действия Лоренца перпендикулярно движению частицы и линиям магнитной индукции.

В то же время, если быть точнее, для положительно и отрицательно заряженных частиц имеет значение направление четырех вытянутых пальцев. Описанное выше правило левой руки сформулировано для положительной частицы. Если она заряжена отрицательно, то линии магнитной индукции должны быть направлены не на раскрытую ладонь, а на ее тыльную сторону, и направление вектора Fl будет быть противоположным.

Теперь расскажем простыми словами, что дает нам это явление и какое реальное влияние оно оказывает на заряды. Предположим, что электрон движется в плоскости, перпендикулярной направлению линий магнитной индукции. Мы уже упоминали, что Fl не влияет на скорость, а только меняет направление движения частиц. Тогда сила Лоренца будет иметь центростремительное действие. Это отражено на рисунке ниже.

Применение

Из всех областей, где используется сила Лоренца, одной из самых больших является движение частиц в магнитном поле Земли. Если рассматривать нашу планету как большой магнит, то частицы, находящиеся вблизи северных магнитных полюсов, совершают ускоренное движение по спирали. В результате этого они сталкиваются с атомами из верхних слоев атмосферы, и мы видим северное сияние.

Однако есть и другие случаи, когда это явление применимо. Например:

• Электронно-лучевые трубки. В их электромагнитных системах отклонения. ЭЛТ используются уже более 50 лет подряд в различных устройствах, от простейшего осциллографа до телевизоров самых разных форм и размеров. Любопытно, что в вопросах цветопередачи и графики некоторые до сих пор используют ЭЛТ-мониторы.
• Электромобили — генераторы и двигатели. Хотя здесь скорее действует сила Ампера. Но эти значения можно считать соседними. Однако это сложные устройства, при работе которых наблюдается влияние многих физических явлений.
• В ускорителях заряженных частиц для придания им орбит и направлений.

Заключение

Подытожим и изложим четыре основных пункта этой статьи простым языком:

1. Сила Лоренца действует на заряженные частицы, которые движутся в магнитном поле. Это следует из основной формулы.
2. Прямо пропорциональна скорости заряженной частицы и магнитной индукции.
3. Не влияет на скорость частиц.
4. Влияет на направление частицы.

Его роль довольно велика в «электрических» областях. Специалист не должен упускать из виду основные теоретические сведения об основных физических законах. Эти знания пригодятся, а также тем, кто занимается научной работой, дизайном и просто для общего развития.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезные видео для закрепления изученного материала:

Теперь вы знаете, что такое сила Лоренца, чему она равна и как действует на заряженные частицы. Если у вас есть вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

• Правило буравчика простыми словами
• Что такое электрический заряд
• Как перевести ампер в киловатт
• Контактное сопротивление

Опубликовано: 19. 07.2018 Обновлено: 21.07.2018 Пока без коментариев

Калькулятор электромагнитной силы на проводе с током

Создано Домиником Черня, доктором философии

Рецензировано Богной Шик и Стивеном Вудингом

Последнее обновление: 21 декабря 2022 г.

Содержание:

• Когда мы можем наблюдать электромагнитную силу?
• Уравнение магнитной силы, действующей на прямолинейный проводник с током
• Что дальше?

С помощью этого калькулятора электромагнитной силы на проводе с током вы можете оценить магнитную силу, действующую на прямой провод с током, протекающим по нему .

С микроскопической точки зрения электрический ток является результатом движения мельчайших заряженных частиц – электронов. Если заряженная частица движется в магнитном поле, на нее действует сила Лоренца. В тексте ниже мы объясняем, как можно оценить силу, действующую на прямую проволоку, примерно с 10 ¹² электронов, движущихся через него.

Когда мы можем наблюдать электромагнитную силу?

Когда мы помещаем провод, по которому течет электрический ток, в магнитное поле, каждый из движущихся электронов (составляющих ток) будет испытывать силу Лоренца (более подробную информацию см. в нашем калькуляторе силы Лоренца). Это означает, что этот провод начнет двигаться, если не будет другой достаточно сильной силы, способной его остановить, например, силы трения. Такое условие может быть соблюдено, когда проволока висит вертикально в воздухе.

💡 Чтобы узнать больше о силе трения, воспользуйтесь нашим калькулятором трения.

Магнитная сила, действующая на прямолинейный проводник с током. Уравнение

Используя некоторые математические приемы, чтобы избежать перекрестных произведений, мы можем упростить формулу. Формула, позволяющая рассчитать магнитную силу, действующую на прямолинейный проводник с током, выглядит просто:

F=BIlsin⁡α,F = BIl\sin\alpha,F=BIlsinα,

, где:

• BBB – напряженность магнитного поля;
• III – Ток, протекающий по проводу;
• lll – длина провода; и
• α\alphaα – Угол между направлением тока и направлением магнитного поля.

Для простоты мы предположили, что α=90°\alpha = 90\степеньα=90° и, следовательно, sin⁡α=1\sin\alpha = 1sinα=1. Вы можете перейти в расширенный режим , если хотите изменить и этот угол. Из этой формулы видно, что если направления тока и магнитного поля параллельны (α=0\alpha = 0α=0), результирующая сила равна нулю. С другой стороны, максимально возможная электромагнитная сила достижима, когда эти направления перпендикулярны (α = 90°\альфа = 90\градусα=90°).

Что дальше?

Знаете ли вы, что провод с током создает магнитное поле? Вы можете узнать больше об этом и определить силу этого магнитного поля с помощью нашего калькулятора магнитного поля прямого провода с током.

Теперь представьте, что есть два провода, по которым течет ток рядом друг с другом, что создает магнитное поле. Как вы думаете, что с ними будет? Если вам интересно, вы можете найти этот ответ с помощью нашего калькулятора магнитной силы между токоведущими проводами.